本书第1、2和第3三章主要简述了误差的概念、电阻应变测试技术基础和光测力学基础,是工程力学实验预备知识部分。第4章是理论力学实验,第5章是材料力学实验,第6章是流体力学实验,第7章是光测力学实验。各个章节相对独立,主要是为了满足不同层次和专业对本课程的要求,按照模块化的思路设计本教材的体系。
为了能使本科生对力学学科尤其是近代力学实验技术全面了解,加深学生对工程力学的基本概念、基本理论和基本测试方法的理解,拓宽学生的知识面,书中增加了实验力学先进的实验方法介绍,如理论力学实验中的“基于非惯性系的综合实验”、流体力学实验中光测力学实验中的云纹干涉技术、电子散斑干涉技术等实验。
本书可作为普通高等学校工科相关各专业的工程力学实验教学用书,也可以作为工程技术人员实验参考书。
为了适应高等学校教学改革和工程力学课程新体系建设需要,尤其是为了创建“全国基础力学实验教学示范中心”的要求,结合近年来工程力学实验教学改革,编写了这本《工程力学实验教程》教材。
本书内容主要包括以下四部分:一是理论力学实验;二是材料力学实验;三是流体力学实验;四是光测力学实验。此外,本书还分别介绍了电阻应变测试和光测力学基础,以及误差的基本概念等。
本书作为工程力学实验课程独立设课的使用教材,也可以供工程力学实验课程非独立设课教学使用。
第1章 实验误差分析和数据处理
1.1 误差的概念
1.2 误差的分类
1.3 测量精度
1.4 实验数据处理
第2章 电阻应变测试基础
2.1 应变电阻效应
2.2 电阻应变片的构造和使用
2.3 电阻应变片的主要工作特性
2.4 电阻应变片的测量电路
第3章 光测力学基础
3.1 光波的叠加
3.2 平面光弹性的基本原理
3.3 平面正交偏振光场装置——等倾线和等差线
3.4 圆偏振光装置——消除等倾线
3.5 非整数条纹级数的确定
3.6 应力计算
第4章 理论力学实验
4.1 单自由度系统自由振动
4.2 单自由度系统强迫振动
4.3 隔振系数测定
4.4 连杆质心与转动惯量的测定
4.5 动力学综合演示
4.6 基于非惯性系的综合实验
4.7 单圆盘转子的临界转速测定实验
第5章 材料力学实验
5.1 拉伸
5.2 扭转
5.3 低碳钢剪切弹性模量G的测定
5.4 冲击
5.5 金属疲劳
5.6 弹性模量E和泊松比μ的测定
5.7 偏心拉伸
5.8 弯曲
5.9 薄壁圆筒弯扭组合应力
5.10 薄壁构件拉伸
5.11 压杆稳定
5.12 冲击载荷系数测定
5.13 单层复合材料弹性常数的测定
5.14 不同截面结构的扭转
第6章 流体力学实验
6.1 流体静压强测定
6.2 流体黏性效应显示
6.3 流体的相对平衡
6.4 烟风洞流谱显示
6.5 流体流动状态判别
6.6 沿总流的能量方程
6.7 毕托管测速
6.8 流体动量方程
6.9 直管沿程水头损失测定
6.10 帆翼表面压强分布测定
6.11 激光多普勒测速
6.12 平面狭缝流动流场显示
6.13 圆柱绕流阻力
6.14 平板边界层测试
6.15 热线热膜风速计探针的校准
6.16 曲面边界层测速
6.17 潜艇尾部伴流场测量
第7章 光测力学实验
7.1 光弹性基本实验——材料条纹值测定
7.2 云纹干涉技术
7.3 电子散斑干涉术(ESPI)测量物体离面位移
7.4 激光全息干涉